Participação do HIF-1'alfa' na expressão de colageno tipo II e agrecano na cartilagem articular mediada pela IL-1'beta' e TNF'alfa'
Angelica Rossi Sartori
TESE
Português
T/UNICAMP Sa77p
[The participation of HIF-1'alpha' in collagen type II and aggrecan expression on articular cartilage mediated by IL-1'beta' and TNF'alpha' cytokines]
Campinas, SP : [s.n.], 2009.
115f. : il.
Orientador: Ibsen Bellini Coimbra
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Resumo: O Fator Induzido por Hipóxia-1 (Hypoxia Inducible Factor-1 - HIF-1) é um fator de transcrição responsável por transcrever genes relacionados às alterações nas concentrações de oxigênio e sobrevivência celular. A cartilagem articular é um tecido avascular e o ambiente dos condrócitos é...
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Resumo: O Fator Induzido por Hipóxia-1 (Hypoxia Inducible Factor-1 - HIF-1) é um fator de transcrição responsável por transcrever genes relacionados às alterações nas concentrações de oxigênio e sobrevivência celular. A cartilagem articular é um tecido avascular e o ambiente dos condrócitos é caracterizado por condições de hipóxia dentro da matriz. Nestas condições a proteína HIF-1alfa do Fator de transcrição Induzido por Hipóxia-1alfa (HIF-1alfa) é necessário para controlar o metabolismo e a integridade funcional da cartilagem. Além da hipóxia algumas citocinas como IL-1? e TNF? são também capazes de estabilizar HIF-1?, além de serem consideradas as principais mediadoras da osteoartrite (OA). Objetivo: Verificar a participação da IL-1? na regulação do HIF-1? em condições normais de oxigênio; Verificar a utilização da via da Fosfatidil-Inositol-3-Kinase (PI-3K) pelo HIF-1? e analisar a participação HIF-1? na expressão de colágeno tipo II e agrecano e a sua regulação pelas citocinas TNF-? e da IL-1?. Material e Métodos: Condrócitos humanos provenientes de pacientes em OA, submetidos à artroplastia de joelho, foram cutivados em suspensão e em monocamada, submetidos ou não ao silenciamento do gene do HIF-1? pela técnica de Interferência por RNA e estimulados com IL-1?, TNF? e LY294002, o inibidor da via da PI-3K em condições normais de oxigênio e em hipóxia e foram submetidos à extração de proteína nuclear, extração de RNA e precipitação das proteínas do meio de cultura das células. A análise das proteínas foi feita por meio da técnica de Western Blotting para a detecção da proteína nuclear HIF-1? e do colágeno tipo II no meio de cultura das células. O RNA foi analisado pela técnica de PCR em Tempo Real para a quantificaçãos dos genes do HIF-1?, Colágeno tipo II e Agrecano. Resultados: IL-1? aumentou a expressão da proteína nuclear HIF-1?, mas não alterou a expressão do RNAm. Essa modulação utilizou a via da PI-3K. A hipóxia aumentou as concentrações do RNAm do HIF-1? em comparação com as condições normais de oxigênio, mas IL-1? e TNF? não alteraram o RNAm do HIF- 1? em condições normais de oxigênio e em associação com a hipóxia, inibiram o efeito regulatório positivo desta sobre o HIF-1?. A hipóxia isoladamente também aumentou RNAm de colágeno tipo II, o que foi anulado pelo estímulo associado com a IL-1?. Nos grupos de condrócitos com deficiência do HIF-1? (silenciados), em quaisquer condições de oxigênio, IL-1? e TNF? não alteraram significativamente a expressão de HIF-1?, mas em hipóxia, a expressão de colágeno tipo II foi regulada negativamente nesses grupos. A associação entre a falta do HIF-1? e as citocinas diminuiu ainda mais a expressão do colágeno tipo II em condições de hipóxia. Em todas as análises não foram observadas diferenças significativas nas expressões do RNAm do agrecano e na análise do colágeno tipo II das proteínas precipitadas dos meios de cultura das células. Conclusão: IL-1? aumentou a expressão da proteína nuclear HIF-1? pós-transcrição. A regulação do HIF-1? pela IL-1? em situação normal de oxigênio ocorreu, ao menos em parte, pela PI-3K. O HIF-1? se relacionou positivamente com a expressão do gene do colágeno tipo II, principalmente em hipóxia, mas não com os níveis da proteína. Não houve associação com a expressão do gene do agrecano
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Abstract: Introduction: Hypoxia Inducible Factor -1 (HIF-1) is a transcription factor that regulates the expression of genes related with oxygen concentration e cellular survive. Articular cartilage is a non-vascular tissue and the condrocytes microenviroment are caracterized by hypoxic conditions...
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Abstract: Introduction: Hypoxia Inducible Factor -1 (HIF-1) is a transcription factor that regulates the expression of genes related with oxygen concentration e cellular survive. Articular cartilage is a non-vascular tissue and the condrocytes microenviroment are caracterized by hypoxic conditions inside the extracelluar matrix. In this condition, the protein HIF-1?, from HIF-1 is necessary to the metabolism control and cartilage functional intengrity. Some citokines like IL-1? and TNF?, as well as hypoxia, are capable to stabilize HIF-1? and are essential in oateoarthritis (OA) progression disease. Objective: To verify the participation of IL-1? in the HIF-1? regulation under normal conditions of oxygen; To verify if the pathway of phosphatidilynositol-3-Kinase (PI-3K) is used in this modulation; To analyse HIF-1? participation in the collagen type II and aggrecan gene expression and your regulation by TNF-? and IL-1?. Material and Methods: Human OA chondrocytes were obtained from patients with OA that underwent total knee joint replacement surgery, were cultured either in suspension or monolayer. They were submitted to HIF-1? gene silencing by RNA Interference and lately stimulated with IL-1?, TNF? and LY294002, a specific inhibitor to Phosphatidilinosiltol - 3- Kinase (PI-3K) pathway in normal conditions of oxygen and in hypoxia. The condrocytes were submitted to protein nuclear extraction, RNA extraction and protein precipitation of culture media from the experiments. The proteins were analyzed by Western Blotting to HIF-1? detection in nuclear extraction and collagen type II detection in precipitated media. The RNA were analized by Real Time PCR to HIF- 1?, collagen type II and aggrecan gene quantification. Results: HIF-1? expression is up-regulated by IL-1? at the protein level but not in the mRNA expression. This modulation used, at least in part, the PI-3K pathway. Hypoxia enhanced the mRNA concentrations of HIF-1? when compared with normal conditions of oxygen, but in this cases IL-1? and TNF? did not change mRNA expression of HIF-1?. In association with hypoxia, these citokines inhibited the positive regulatory effect under HIF-1? mRNA expression. Hypoxia up-regulated collagen type II gene expression and that was inhibited by the association with IL-1?. In the groups with lack of HIF-1? (silenced), in both oxygen conditions, IL-1? and TNF? did not cause any significant change of the HIF-1? mRNA expression, but in hypoxia, collagen type II was up-regulated in those groups. The association between the lack of HIF- 1? and citokines down-regulated more strongly collagen type II in hypoxia. In all analyzes it was not observed significant differences in the aggrecan mRNA expression and collagen tipe II protein from cultured media of the cells Conclusion: IL-1? post-trancriptionaly up-regulated the HIF-1? protein level. HIF- 1? regulation by IL-1? in normal conditions of oxygen used, at least in part, the PI- 3K pathway. HIF-1? positively related with gene expression, but not with the protein levels, of collagen type II, mainly in hypoxia. There was no relation in the HIF-1? and aggrecan gene expression
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Coimbra, Ibsen Bellini, 1959-
Orientador
Rezende, Márcia Uchôa de
Avaliador
Yoshinari, Natalino
Avaliador
Costa, Sandra Cecília Botelho, 1951-
Avaliador
Velloso, Licio Augusto, 1963-
Avaliador
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Angelica Rossi Sartori
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